第一计算章机网络概述计算机网络是计算机技术和通信技术紧密相结合的产物，它涉及到通信与计算机两个领域。它的诞生使计算机体系结构发生了巨大变化，在当今社会经济中起着非常重要的作用，它对人类社会的进步做出了巨大贡献。现在，计算机网络已经成为人们社会生活中不可缺少的一个重要基本组成部分，计算机网络应用已经遍布各个部门领域。从某种意义上讲，计算机网络的发展水平不仅反映了一个国家的计算机科学和通信技术水平，而且已经成为衡量其国力及现代化程度的重要标志之一。1.1计算机网络的产生与发展历史计算机网络的发展过程是从简单到复杂、从单机到多机、由终端与计算机之间的通信，演变到计算机与计算机之间的直接通信的过程。其发展经历了四个阶段：联机系统阶段、互联网络阶段、标准化网络阶段、网络互连与高速网络阶段。1.1.1联机系统阶段计算机与通信的结20世纪50年代。1954年，人们制造出了合始于一种终端设备，它能够将穿孔卡片上的数据从电话线上发送到远地计算机上，这种终Transceiver）。此后，电传打端设备被称为收发器（字机开始作为远程终端和计算机相连，用户可在远地的电传打字机上将自己的程序键入到计算机中，计算机算出的结果又可从计算“终端—通信线路机传送到电传打—计算机”字机上打印出来。这种简单的系统，就是计算机网络的雏形，即计算机网络的第一阶段。第一阶段计算机网络的基本结构是：一台中央主计算机连接大量的、在物理位置上处于分散的终端设备构成的系统，系统中除主计算机具有独立的处理数据的功能外，系统中所连接的终端设备均无独立处理数据的功能。第一阶段的计算机网络系统实质上就是联机多用户系统，是面向终端的计算机通信。联机系统中的中心计算机与远程终端的通信当时只能利用公用电话系统。而利用电话线传输计算机与远程终端发出的信号，就必须要经过数据转换，因为计算机和远程终端发出的数据信号都是数字信号，而公用电话系统的传输系统只能传输模拟信号。实现两种信号转换的设备是调制解调器（Modem）。调制解调器的作用就是：在通信前，先把从计算机或远程终端发出的数字信号转换成可以在电话线上传送的模拟信号；通信后再将被转换的信号进行复原。由于计算机内的传输是并行传输，而通信线路上的传输是串行传输，所以，在计算机和远程终端相连时必须有一个接口设备，其作用是进行串行和并行传输的转换，以及进行简单的传输差错控制，这就是线路控制器（LineController）。最初，一个线路控制器只能和一条通信线路相连，这种模式的联机系统如图1.1所示。然而，随着联机系统内远程终端的数量增加，系统中主计算机内要使用多个线路控制器，为了避免这种情况60年代初研的发生，制生产出了多重MultilaneController）。一个线线路控制器（路控制器可以和多个远程终端相连接，多重线路控制器模式的联机系统如图1.2所示。在计算机通过线路控制器与远程终端直接相连的系统中，计算机既要进行数据处理，又要承担各终端间的通信，主计算机负荷加重，实际工作效率下降；而且分散的终端都要单独占用一条通信线路，通信线路利用率低，费用高，为此就在系统的主计算FEP（FrontEndProcessor）机前增设一个前端处理机或通信控制器CCU（CommunicationControlUnit），这些设备用来专门负责通信工作，从而实现了数据处理与通信控制的分工，更好地发挥中心计算机的数据处理能力，如图1.3所示。为了进一步节省通信费用，提高通信效率，在终端C（Concentrator）或比较集中的地方设置集中器1多路复用器把终端发来的信息收集起来，装配成用户的作业信息存入集中器或多路复用器中，然后再用高速线路将数据信息传给前端处理机，最后提交给主机。当主机把信息发给用户时，信息经前端处理机、集中器最后分发给用户，从而进一步提高了通信效率。如图1.4所示。1.1.2计算机互联网络阶段60年代中期，英国国家物理实验室NPL的戴维斯（Davies）提出了分组（Packer）的概念，1969年美国的分组交换网ARPA网投入运行，从而使计算机网络通信方式由终端与计算机之间的通信，发展到计算机与计算机之间的直接通信。从此，计算机网络的发展就进入了一个崭新时代。早期的系统中只有一个计算机处理中心，各终端通过通信线路共享主计算机的硬件和软件资源。计算机与计算机通信的计算机网络系统，呈现出的是多个计算机处理中心的特点，各计算机通过通信线路连接，相互交换数据、传送软件，实现了连接的计算机之间的资源共享。单个主计算机为中心的网络和以多计算机为中心的网络的逻辑结构如图1.5所示。1.1.3标准化网络阶段计算机网络系统是非常复杂的系统，计算机之间相互通信